1.1 氢原子结构模型（教学课件）化学沪科版选择性必修2

该高中化学课件聚焦氢原子结构模型，涵盖氢原子光谱、玻尔模型、能层能级、原子轨道、电子云及光谱分析等核心知识点。以“霓虹灯色彩秘密”导入，结合锂、钠等金属焰色试验，构建“现象-原理-应用”学习支架，衔接前后知识逻辑。 其亮点在于通过“探·知识奥秘”模块的能层能级表格、电子云示意图等模型建构培养科学思维，结合霓虹灯、烟火等生活实例落实科学探究与实践。典型例题如氖气发光原理分析，帮助学生理解抽象概念，教师可借助结构化内容提升教学效率，学生能直观掌握原子结构相关知识。

第1章 原子结构与性质 1.1　 氢原子结构模型 沪科版选择性必修2 知识导航 氢原子的结构模型 2 氢原子光谱和玻尔原子结构模型 1 原子光谱分析 3 知识导航 明·学习目标 1.了解有关原子核外电子运动模型的历史发展过程。 2.知道电子运动的能量状态具有量子化的特征。 3.知道电子的运动状态可通过原子轨道和电子云模型来描述。 4.知道原子光谱分析。 引·新课导入 霓虹灯的色彩秘密：电子跃迁与焰色试验原理揭秘 01 氢原子光谱和玻尔原子结构模型 氢原子光谱和玻尔原子结构模型 探·知识奥秘 光谱 光谱就是通过棱镜或光栅的分光作用，将一束复色光分解成各种波长的单色光，按照波长或频率大小顺序排列起来形成的图案。 探·知识奥秘 氢原子光谱和玻尔原子结构模型 原子光谱 是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱。 探·知识奥秘 氢原子光谱和玻尔原子结构模型 玻尔原子结构模型 基态原子 K L M 基态氢原子 处于 状态的原子 最低能量 基态原子 能量，它的电子会跃迁到 能级，变成激发态原子 激发态原子 K L M 激发态氢原子 能量 吸收 较高 1.基态原子与激发态原子 探·知识奥秘 氢原子光谱和玻尔原子结构模型 探·知识奥秘 氢原子光谱和玻尔原子结构模型 基态、激发态相互间转化的能量变化 吸收 能量 释放 能量 光 (主要形式) 基态原子 激发态原子 探·知识奥秘 氢原子光谱和玻尔原子结构模型 原子 基态原子： 激发态原子： 处于最低能量状态 处于较高能量状态 （电子会跃迁到较高能级） 吸收能量 释放能量 光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式 注意事项：电子的跃迁是物理变化（未发生电子转移），而电子的得失发生的是化学变化。 探·知识奥秘 氢原子光谱和玻尔原子结构模型 2.原子光谱的应用 (1)检验元素：焰色试验中产生的焰色是电子跃迁的结果。焰色产生的过程： 基态原子 基态原子。 探·知识奥秘 氢原子光谱和玻尔原子结构模型 2.原子光谱的应用 (2)生产生活中 烟火 霓虹灯 1．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是（ ） A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量 B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线 C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质 D.在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应 析·典型范例 A 02 氢原子的结构模型 探·知识奥秘 氢原子的结构模型 能层与能级 能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为_____________________ 。 根据核外电子的 不同，将核外电子分为不同的能层(电子层)。 能层序号一、二、三、四、五、六、七……分别用 、 、 、 、 、 、 ……表示，其中每层所容纳的电子数最多为 个。 1.能层 能量 K L M N O P Q 2n2 E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q) 含义： 序号及符号： 能量关系： (N) (M) (L) (K) 原子核 一 二 三 四 不是真实存在的，只是为了研究方便假设的 电子层 16 探·知识奥秘 氢原子的结构模型 分别用相应能层的序数和字母 等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、 、 、nf等。 根据多电子原子的同一能层的电子的 也可能不同，将它们分为不同能级。 能量 s、p、d、f np nd 2.能级 含义： 表示方法： 17 探·知识奥秘 氢原子的结构模型 s、p、d、f各能级可容纳的最多电子数分别为____ 、 ____ 、 _____、 ____的2倍。 3 1 3 5 7 2n2 能层、能级与最多容纳的电子数、能量之间的相互关系 能层(n) 一 二 三 四 五 六 七 …… 符号 K L M N O P Q …… 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s …… …… …… …… 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 …… …… …… …… 2 8 18 32 …… …… …… 2n2 原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数是 (n为能层的序数)。 能层序数______该能层所包含的能级数，如第三能层有______个能级。 等于 18 探·知识奥秘 氢原子的结构模型 各能级最多容纳的电子数为： 5s能级 2×1=2 5p能级 2×3=6 5d能级 2×5=10 5f能级 2×7=14 5g能级 2×9=18 总计50个电子。 第五能层最多可以容纳多少个电子？分别容纳在哪些能级中？各能级最多容纳多少个电子？ ①任一能层的能级总是从s能级开始，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf......(n为能层序数)。能级数=能层序数。即第一能层只有1个能级(1s)，第二能层有2个能级(2s和2p)，依次类推。 ②以s、p、d、f.....排序的每个能级最多可容纳的电子数依次为自然数1、3、5、7……的2倍。每一能层中最多容纳的电子数为2n2(n代表能层序数)。 ③不同能层中符号相同的能级所容纳的最多电子数相同。 19 探·知识奥秘 氢原子的结构模型 能层与能级的关系 微点拨 20 探·知识奥秘 氢原子的结构模型 原子轨道的伸展方向 x y z x y z x y z x y z 球 大 形状一 1s 2s 3s 4s x y z 1.形状： s电子的原子轨道呈 形，能层序数越大，原子轨道的半径越 。 21 探·知识奥秘 氢原子的结构模型 p电子的原子轨道呈 形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 哑铃 形状二 22 探·知识奥秘 氢原子的结构模型 2.原子轨道与能层序数的关系 不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。能层序数n越大，原子轨道的半径越大 关系一 s能级只有1个原子轨道。p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示。在同一能层中px、py、pz的能量相同 关系二 原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝n2 关系三 23 探·知识奥秘 氢原子的结构模型 能层 能级 原子 轨道数 原子轨道符号 电子云轮廓图 形状 取向 K 1s 1 1s 球形 —— L 2s 1 2s 球形 —— 2p 3 2px、2py、2pz 哑铃形 相互垂直 M 3s 1 3s 球形 —— 3p 3 3px、3py、3pz 哑铃形 相互垂直 3d 5 —— —— —— 3.能层、能级和原子轨道之间的关系 24 探·知识奥秘 氢原子的结构模型 电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头( “↑”“↓” )表示自旋相反的电子。 1925 年，泡利正式提出，在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，这个原理被称为泡利原理(泡利不相容原理)。 电子自旋 25 探·知识奥秘 氢原子的结构模型 电子云 1.概率密度分布图与电子云图 1s电子的电子云轮廓图绘制过程 将出现概率90%的空间圈出来 电子云图与电子云轮廓图 26 探·知识奥秘 氢原子的结构模型 不同能级s电子的电子云形状一致，均为球形 1s 2s 3s 4s 相同原子的s电子的电子云轮廓图 能层越高，s电子的电子云半径越大。 27 探·知识奥秘 氢原子的结构模型 2py电子云 px、py、pz的电子云轮廓图 28 探·知识奥秘 氢原子的结构模型 电子云图 概念：处于一定空间 的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。 含义： 用单位体积内小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率大小，小黑点越密，表示概率密度越大。 形状： 运动状态 只有一种空间伸展方向 有三种空间伸展方向，分别相对于x、y、z轴对称 ——球形 ——哑铃形 s电子云 p电子云 1s 2s 3s 4s 29 1．符号“3px”没有给出的信息是 A．能层 B．能级 C．电子云在空间的伸展方向 D．电子的自旋方向 析·典型范例 D 2．下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是 A．s、p、d能级所含原子轨道数分别为1，3，5 B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动 C．p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p能级原子轨道数也增多 D．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云 析·典型范例 A 03 原子光谱分析 探·知识奥秘 原子光谱分析 光谱 吸收 能量 基态原子 激发态原子 释放 能量 吸收光谱 发射光谱 光谱的成因及分类 33 探·知识奥秘 原子光谱分析 在现代化学中，常利用原子光谱上的 来鉴定元素，称为光谱分析。 特征谱线 光谱分析仪 不同原子的电子发生跃迁时可以吸收不同的光，也可以发射不同的光，用光谱仪可以摄取各种原子的吸收光谱和发射光谱。 锂、氦、汞的发射光谱 锂、氦、汞的吸收光谱 各种原子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光谱。 特征:暗背景，亮线， 线状不连续 特征:亮背景，暗线，线状不连续 光谱分析 34 探·知识奥秘 原子光谱分析 应用 应用1 发现新元素 应用2 检验元素 不同元素的焰色试验 35 1.1 氢原子结构模型 氢原子光谱和玻尔原子结构模型 氢原子的结构模型 原子光谱 玻尔原子结构模型 原子轨道 电子云 理·核心要点 原子光谱分析 原子光谱分析法 应用 1．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是（ ） A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量 B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线 C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质 D.在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应 练·技能实战 A 2.若以E表示某能级的能量,下列能量大小顺序中正确的是 (　　) A.E(3p)>E(2p)>E(1p) B.E(3s)>E(3p)>E(3d) C.E(4f)>E(4s)>E(4d) D.E(5s)>E(4s)>E(5f) 练·技能实战 A 3.如图是s能级和p能级的原子轨道图，下列说法正确的是 A．每个p能级都有3个原子轨道 B．s能级和p能级的原子轨道形状相同 C．钠原子的电子在11个原子轨道上高速运动 D．s能级的原子轨道半径与能层序数无关 练·技能实战 A 4.玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动的描述方法，下列叙述中正确的是 A．因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做的是圆周运动 B．任何一个能层最多只有s、p、d、f四个能级 C．不同能层中s电子的原子轨道半径相同 D．原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的 练·技能实战 D 感谢 您的聆听 THANKS 沪科版2020必修第一册 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.1 激发态原子 $